Мы живем в эпоху пластика. Этот материал прочно вошел в нашу жизнь, от упаковок до бытовой техники. Но за удобством скрывается тревожная правда: пластик, разлагаясь, превращается в миллиарды тонн микро- и наночастиц (MPs и NPs), которые проникают в окружающую среду и, как выяснилось, даже в живые организмы.
Пластиковый забвение: глобальная угроза
Глобальный масштаб пластикового загрязнения поражает воображение. По данным исследования 2017 года, с момента начала массового производства в 1950 году мы произвели около 8,3 миллиардов тонн пластика. Более половины этого количества – безвозвратно потеряно для природы, накапливаясь на свалках и в почве. Если ничего не изменится, к 2050 году этот показатель достигнет астрономических 12 000 миллионов тонн! В США ежегодно образуется около 36 миллионов тонн пластиковых отходов, большая часть которых обретает «вторую жизнь» в виде микропластиковых частиц.
В этой ситуации особо тревожным становится влияние MPs и NPs на здоровье. Сердечно-сосудистые заболевания лидируют по смертности во всем мире, поэтому изучение последствий пластикового загрязнения для сердца приобретает первостепенное значение.
Дрозофила: крошечный мох, большой ответ
Ученые из Университета штата Айова решили пролить свет на эту проблему, используя в качестве модели плодовую муху дрозофилу (Drosophila melanogaster). Почему именно дрозофила? Потому что ее сердце удивительно похоже на человеческое по структуре и генетическим механизмам развития и старения.
Эксперимент с дрозофилами: пластиковый рацион
Исследователи разделили личинок дрозофил на три группы: контрольную и две экспериментальные. Все мухи питались кукурузной мукой, но в экспериментальных группах добавлялись полистирольные MPs (размером от 100 нм до 5 мм) или NPs (менее 100 нм). Через пять дней после выхода из куколки ученые провели тщательный анализ сердечной деятельности мух.
Неожиданные различия между полами
Результаты оказались поразительными и показали, что MPs и NPs оказывают разный эффект на сердца самцов и самок дрозофил. У самок наблюдалось снижение частоты сердечных сокращений на 13% при воздействии как MPs, так и NPs, а также увеличение интервалов между ударами сердца. У самцов таких изменений не зафиксировано, но у них отмечена большая вариабельность сердцебиения при потреблении MPs по сравнению с NPs и контрольной группой.
Еще более любопытно, что у самок, получавших NPs, увеличился диастолический диаметр сердца (размер в расслабленном состоянии), а интервалы между сокращениями тоже стали больше как при MP, так и NP воздействии. У самцов же наблюдались значительные колебания как диастолического, так и систолического (в момент сокращения) диаметров сердца в зависимости от типа потребляемого пластика.
Самое интересное – у самцов отмечено сокращение времени систолического интервала (SI) при воздействии MPs на 40%, чего не наблюдалось у самок. У самцов, получавших NPs, уменьшился также фракционный сократительный процент на 11%. Это явление уникально для мужских особей.
Механизм воздействия: загадка, которую нужно разгадать
Исследователи предполагают, что наблюдаемые изменения могут быть связаны с физическим барьером, создаваемым пластиком в развитии сердца. Однако они также рассматривают возможность молекулярных взаимодействий между пластиком и самим сердцем как ключевой причины полового диморфизма в реакции на MPs и NPs.
Однако истинный механизм остается загадкой, требующей дальнейшего изучения. Ученые подчеркивают необходимость выяснить, взаимодействует ли воздействие MPs и NPs с консервативными генами млекопитающих, которые могут приводить к сердечной дисфункции.
Будущие исследования: ключевые направления
Впереди много работы. Следующие шаги – изучение влияния различных форм пищевого пластика, точное определение молекулярных изменений, вызывающих функциональные нарушения, а также сравнительный анализ воздействия на оба пола.
Данное исследование открывает новые горизонты для понимания последствий микро- и нанопластика для наземных организмов. Оно призывает к более глубокому изучению молекулярных механизмов, лежащих в основе этих изменений, и подчеркивает необходимость комплексного подхода к проблеме пластикового загрязнения для обеих полов.
